運動控制系統(tǒng)試卷-答案全

1、一、選擇填空：每空2分、共20分1、 一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在時還能滿足所需靜差率的轉速可調(diào)范圍。答案：1 1 最低速；2 最高速；3 平均速；4 不能確定；2、 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 的穩(wěn)態(tài)特性。答案：22硬得多；1硬得不多;3軟得多;4軟得不多;3、無靜差調(diào)速系統(tǒng)的最高轉速nmax,最高給定電壓Unmax其速度反答案：2饋系數(shù)為】nma“ U*nmax*2UnmaJn max3nmaxX L*nmax4、反并聯(lián)無環(huán)流配合控制的條件是4不確定答案：41a + B= 2402a + B= 3003a + B= 360°4a + B= 180°5、無環(huán)流邏

2、輯環(huán)節(jié)切換到正組晶閘管工作時，_。答案：4 1正、反組同時封鎖；2封鎖正組開放反組；3正、反組同時開放；4封鎖反組開放正組；6、在理想情況下電壓型逆變器直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，它是一個2正弦波內(nèi)阻為零的恒壓源，輸出交流電壓波形是 _。答案：31鋸齒波;3矩形波；4不能確定；7、在理想情況下電流型逆變器直流環(huán)節(jié)采用電感濾波，它是一個相當于一個恒流源，輸出交流電流波形是 。答案：1 1矩形波；2正弦波3鋸齒波；4不能確定；8 SPW變頻器中，如果在正弦調(diào)制波的半個周期內(nèi)，三角載波只 在正或負的一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的SPW波也只處于一個極 性的范圍內(nèi)，叫做方式。答：31多極性控制；2雙極性控制

3、；3單極性控制；4沒用定義9、 調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能就是控制 的能力。答案：2 1磁場；2轉矩；3轉速；4轉差率；10、 矢量控制系統(tǒng)是 控制系統(tǒng)。答案：2 1靜止坐標；2旋轉坐標；3極坐標；4不能確定；二、什么是有靜差閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)？怎樣減少靜差？什么是無靜差閉 環(huán)調(diào)速系統(tǒng)？怎樣實現(xiàn)？ 12分答：系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，需要一定的 速度偏差來維持的速度控制系統(tǒng) 為 有靜差調(diào)速系統(tǒng)。減少靜差的方法是 提高系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)，但 不能消除靜差。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時，不需要速度偏差 來維持的速度控制 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)為無靜差系統(tǒng)。實現(xiàn)的方法是通過采用 積分環(huán)節(jié)或比 例積分環(huán)節(jié)。三、簡述雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在電機起動時兩個調(diào)節(jié)器的

4、工作過程及工 作狀態(tài)。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時，電流環(huán)按幾型系統(tǒng)設計？速度環(huán)又 按幾型系統(tǒng)設計？ 12分答：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在電機起動過程中轉速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽 和、飽和、退飽和 三種情況：1.起動初始階段：由于速度調(diào)節(jié)器的 輸入偏差電壓比擬大，比例積分環(huán)節(jié)很快進入飽和狀態(tài)，速度環(huán)開 環(huán)，電機以最大電流起動，此時電機轉速變化不大，電流調(diào)節(jié)器ACR 一般不飽和。2.恒流升速階段：起動過程中的主要階段，此時 速度 調(diào)節(jié)器一直處于飽和狀態(tài)，速度環(huán)開環(huán)，為了保證電流環(huán)的主要調(diào) 節(jié)作用，在起動過程 中電流調(diào)節(jié)器不飽和。電機以最大電流加速，此時電機轉速變化大。3.速度調(diào)節(jié)器退飽和階段：當電機轉速超過 給定轉

5、速，速度調(diào)節(jié)器輸入出現(xiàn)負偏差，速度調(diào)節(jié)器開始反向積分， 退飽和階段，速度環(huán)閉環(huán)，電機轉速出現(xiàn)超調(diào)。ACF不飽和。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點：1飽和非線性控制；2轉速超調(diào)；3準時間最優(yōu)控制。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時，電流環(huán)按I型系統(tǒng)設計，速度環(huán)按H型系 統(tǒng)設計。四、以下圖是微機數(shù)字控制雙閉環(huán)直流 PW碉速系統(tǒng)硬件結構圖， 試說明&、Vb、電流檢測、速度檢測的實現(xiàn)過程。沒有標準答案, 同學們自己發(fā)揮想象能力，能實現(xiàn)就對12分I I單片BK+L邊f(xié)ilr-tlIA.'D散殺iw世|.:乂 A. I答：K2:限流電阻R0是為了限制充電電流，為了防止在運行中造成附加損耗， 中央處

6、理器在合上電源后，延時對 K2發(fā)出信號將R0短路。Vb:鎮(zhèn)流電阻Rb的作用是消耗局部動能，以限制 C1、C2兩端的泵升電壓。當 電壓檢測局部檢測到泵升電壓到達允許數(shù)值時， 中央處理器就會給Vb的控制極 一個正脈沖信號，使Rb分流電路接通。電流檢測：通過電流互感器取出電樞回路或電動機回路的電流模擬信號，離散 化后經(jīng)A/D轉換器轉換成數(shù)字信號送入中央處理器，對電流數(shù)字量信號進行相 關處理后，可構成電流反應控制和電流保護和故障診斷信息的來源。速度檢測：旋轉編碼器FBS與電動機相連，當電動機轉動時，帶動碼盤旋轉， 發(fā)出數(shù)碼形式的轉速或轉角信號，通過接收器將該數(shù)碼送入中央處理器，構成 轉速反應控制。K2

7、的是用于系統(tǒng)啟動時防沖擊電流的，系統(tǒng)啟動時 K2斷開電源經(jīng)Ro給電容 充電；Vb消除泵升電壓的，當系統(tǒng)進入制動狀態(tài)時，逆變器將電動機的機械能 轉變?yōu)殡娔?，由于整流電路是不可逆電路，所有的電能將給G、C2充電，使其電壓升高，威脅到其它電力電子期器件，為消除過高的電壓威脅，系統(tǒng)將Vb導通，多余的電能將通過電阻 R消耗；電流檢測分直流電流檢測和交流電流檢測， 交流電流檢測一般米用電流互感器，而直流電流檢測可以米用直流電流互感器 或霍爾效應電流變換器，轉速檢測有模擬和數(shù)字兩種檢測，模擬測速一般采用 測速發(fā)電機，數(shù)字測速那么采用旋轉編碼器測速。4、三相繞線式交流異步電動機有幾種調(diào)速方式？它們分別是什么答

8、：變電壓調(diào)速、轉子回路串電阻調(diào)速、利用電磁轉差離合器調(diào)速、變壓變頻 調(diào)速。五、以下圖是雙閉環(huán)可逆調(diào)速系統(tǒng)圖，試標出當KF閉合電機起動時, 各環(huán)節(jié)的極性。10分六、交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)為什么基頻以下要控制壓頻比？它是 什么性質(zhì)的調(diào)速？基頻以上能控制壓頻比嗎？它又是什么性質(zhì)的調(diào) 速？ 12分答：基頻以下：假設要三相異步電動機定子每極氣隙磁通量 m保持不變，當 頻率f從額定值fn向下調(diào)節(jié)時，必須同時降低定子相電壓 Us,使Us/f=常值， 這是恒壓頻比的控制方式，磁通恒定時轉矩也恒定，屬于“恒轉矩調(diào)速性質(zhì)。 基頻以上：頻率f從額定值fn向上調(diào)節(jié)，但定子電壓 Us卻不可能超過額定電 壓Usn，最多只

9、能保持Us=Usn，這將迫使磁通與頻率成反比地降低， Us/f工常 值，故不能控制壓頻比，根本上屬于“恒功率調(diào)速性質(zhì)。七、 試比擬直接轉矩控制系統(tǒng)與矢量控制系統(tǒng)的特性。12分 答：DTC系統(tǒng)和VC系統(tǒng)都是已獲實際應用的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)。兩者都采用轉矩轉速和磁鏈分別控制，VC系統(tǒng)強調(diào)Te與號的解耦，有利于分別設計轉速與磁鏈調(diào)節(jié)器；實行連續(xù)控制，可獲 得較寬的調(diào)速范圍；但按 號定向受電動機轉子參數(shù)變化的影響， 降低了系統(tǒng)的魯棒性。DTC系統(tǒng)那么實行Te與砰-砰控制，避開了旋轉坐標變換，簡化了控制結構；控制定子磁鏈而不是轉子磁 鏈，不受轉子參數(shù)變化的影響；但不可防止地產(chǎn)生轉矩脈動，低速 性能較差，調(diào)速范圍受到限制。性能與特點直接轉矩控制系統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)磁鏈控制定子磁讎轉子磁鏈轉矩控制砰-砰控制，有轉矩脈動連續(xù)控制，比擬平滑坐標變換靜止坐標變換，較簡單雄轉坐標變換，較星雜轉子參數(shù)變化影響無注有調(diào)速范圍不夠寬比擬寬八、如以下圖為某直流調(diào)速系統(tǒng)電機參數(shù)為75kW、220V 340A、1000r/mi